Funderingar om el

[Assarsson]

Hej Forumet.

Jag har till sist satt i gång med att förbättra kablaget för laddning i båten och börjar med att sätta in ett skiljerelä (Skyllermarks). Generatorn på 35A, som byttes mot en nyrenoverad förra året, sitter på en VP MD6 B. Då B+ respektive B- på generatorn skall ledas till en plusplint respektive en minusplint, så kollade jag hur det är kopplat nu. B+ från generatorn går via startmotorn till startbatteriet (via en huvudströmbrytare), och från startmotorn går också en kabel hela vägen upp till elcentralen där den slutar på en voltmeter. Från samma pol på voltmetern kommer matningen från de två förbrukningsbatterierna. Från den polen får elpanelen sin matning via en Amperemeter. Förbrukningsbatterierna får alltså sin laddning den vägen. Det verkar som att det är startmotorn som agerar kopplingsplint för +. Men vad gäller minus så undrar jag hur det funkar. Minuskablarna från start- och förbrukningsbatteri är dragna till en punkt på motorn. Jag hittar ingen minusanslutning på startmotorn - betyder det att startmotorns minus går genom motorblocket?

Vad gäller B- på generatorn, så försvinner den in i en kabelhärva tillsammans med kabeln för magnetiseringsström från tändningslåset. Vart den leder kan man kanske lista ut... Vågar man helt kallt smälla på en grövre kabel på B- och låta befintlig tråd sitta? För bra laddning så krävs det ju kablar med tillräcklig area, vilket nuvarande tråd från B- knappast har. Och att leda minus genom motorblocket rekommenderas inte heller då järn inte leder ström tillräckligt bra i laddningssammanhang.

Enl Skyllermarks väldigt informativa häfte så verkar det som man ska skippa huvudströmbrytaren mellan startbatteriet och startmotor/generator men sätta dit en fet säkring i stället. Verkar vettigt, då kan man ju inte av misstag stänga av och skada laddningsregulatorn...?

Nog med frågor

[Anders S]

Då är principerna som följer:

1. Minus på din båt är uppenbarligen via gods vad gäller motorn. Du kan lista ut var B- från generatorn tar vägen genom att motståndsmäta eller (helt enkelt) identifiera var kabeln tar vägen. Om dt är så att batterierna har en mötespunkt på motorgodset är det sannolikt att generatorn också går dit, eller till någon annan punkt på godset.

2. Korta kablar kan vara (relativt sett) tunna. En kort kabel (ett par dm) mellan generator och gods på motorn fungerar i så fall bra. Det är avståndet som skadar i sådana här fall.

3. I den här tillämpningen spelar det ingen roll om man använder motorn som minuspolplint. Är man intresserad av att få minimal övergångsresistans påpekar Skyllermark att det viktiga är att kabelskor (och säkringar) skall ligga an mot varandra (koppar mot koppar) med tillräckligt kontakttryck (dvs, väl åtskruvade). Motorblocket måste hur som helst vara anslutet, annars fungerar inte startmotorn, varningslampor och (kanske) generatorn. Att "järn inte duger" är bara teoretiskt sant, den stora boven är övergångar mellan kablarna och välpressade ändstycken.

4. Den stora vinsten kan du göra genom att rationalisera kabeldragningen till förbrukarbatterierna. Här skall kabeln gå raka vägen (så kort som möjligt) och med grov dimension mellan generator och förbrukarbatterier. Det beror på att det är dessa som vanligen är mer urladdade. Idag tappar du laddning genom lång kabel, sannolikt inte så grov och via en amperemätare till batterierna. Dra istället en grov kabel generator-batteri och sedan en kabel från batteri till elpanel.

5. Vill du sära på motorstart och förbrukarbatterier (det kan man diskutera om man vill, jag har det så, men det finns också goda argument för att samla alla batterier i en stor bank) bör du ha ett skiljerelä. Skiljereläet delar bara på batterierna då motorn inte laddar och man kopplar då in startbatteriet via detta relä, inte förbrukarbatterierna. Anledningen är att startbatteriet vanligen är "nästan fullt" och när det signalerar "jag är laddad" till generatorn går laddningen ner, om generatorn inte ar god direktkontakt med förbrukarbatterierna genom en fet och odelad kabel. Man kan till och med koppla startbatteriet efter förbrukarbatterierna eftersom den stora laddmängden ändå går till dem. Notera att i alla sådana kopplingar går det också ström mellan batterierna om de inte är på samma laddningsgrad (spänning), så det är oundvikligt att de påverkar varandra. Skiljereläet hindrar inte detta. Överkurs: En diod, däremot, enkelriktar strömmen. Den intresserade kan leta efter en Schottkydiod, som har mindre spänningsfall än vanliga dioder, men nu har du ju valt skiljerelä (jag också).

6. Man måste ha en möjlighet att korskoppla start- och förbrukarbatterier på något sätt vid behov. Den prydlige drar en kabel med en huvudbrytare, den pragmatiske har en startkabelsats med sig. Man kan då starta från förbrukarbatterierna och man kan sända med VHF:en från startbatteriet.

[SYBY]

Notera att i alla sådana kopplingar går det också ström mellan batterierna om de inte är på samma laddningsgrad (spänning), så det är oundvikligt att de påverkar varandra. Skiljereläet hindrar inte detta.

Stämmer detta verkligen?
Ponera ett Skyllermarksrelä som (enligt rekommendationen) styrs av generatorns D+.
Om nu förbrukningsbatteriet är rejält urladdat och startbatteriet är nästan fullt så kommer det väl att gå stor ström in i det förra och någon enstaka ampere in i det senare? Men hur ska det kunna gå ström från startbatteriet till förbrukningsbatteriet?
Även om generatorns utspänning dras ned rejält av förbrukningsbatteriets förmåga att ta emot mycket ström, så lär väl spänningen knappast gå under 13 V?

[Anders S]

Notera att i alla sådana kopplingar går det också ström mellan batterierna om de inte är på samma laddningsgrad (spänning), så det är oundvikligt att de påverkar varandra. Skiljereläet hindrar inte detta.

Stämmer detta verkligen?
Ponera ett Skyllermarksrelä som (enligt rekommendationen) styrs av generatorns D+.
Om nu förbrukningsbatteriet är rejält urladdat och startbatteriet är nästan fullt så kommer det väl att gå stor ström in i det förra och någon enstaka ampere in i det senare? Men hur ska det kunna gå ström från startbatteriet till förbrukningsbatteriet?
Även om generatorns utspänning dras ned rejält av förbrukningsbatteriets förmåga att ta emot mycket ström, så lär väl spänningen knappast gå under 13 V?

Det här är mystiska saker, men i princip handlar det om spänningsskillnader mellan batterierna. Om det finns ett batteri med ca 13V (startbatteriet) och detta kopplas samman med ett batteri med ca 11V (ett närapå tömt förbrukarbatteri) kommer det att gå ström däremellan. Generatorn kan inte generera mer än 35A (nominellt) och det gör den då den trycker på med ca 14.5 V - batterierna kan lämna flera hundra A om de kortsluts (så blir det inte här). Strömmen regleras indirekt genom batteriets interna resistans. Haken är nu att vi kommer att få två system, med olika egenskaper här. Det ena systemet är generator-batterisystemet, det andra är en parallellkoppling av två batterier med olika laddningsnivå. Batterierna vet nu bara att de kopplats samman, reläet vet inte vilket batteri som är vilket. Generatorn ser den spänning som de båda batterisystemen visar upp tillsammans.

I praktiken fungerar detta ändå bra, men om man inte vet att det under korta tider kan flyta avsevärt med ström mellan batterierna riskerar man kanske att underdimensionera kablarna och reläet. Reläets storlek är given (av Skyllermark), men om man inte tänker rätt avseende vilken ledning som skall växlas in av reläet och vilken ledning som skall gå "raka vägen" förlorar man en del av det som kan vinnas på bättre kablar.

[SYBY]

Ursäkta om jag biter mig fast i denna fråga, men jag har verkligen funderat över påståendet genom åren och aldrig sett någon riktigt bra förklaring.

Om det finns ett batteri med ca 13V (startbatteriet) och detta kopplas samman med ett batteri med ca 11V (ett närapå tömt förbrukarbatteri) kommer det att gå ström däremellan.

Självklart. Men poängen är att reläet slår till först i och med att generatorn börjar ladda. Det uppstår alltså ett elektriskt "övertryck" som rimligen förhindrar att ström flyter ut ur startbatteriet. Eller? ( 11 V låter för övrigt extremt lågt, men OK kan kanske förekomma...)

Generatorn kan inte generera mer än 35A (nominellt) och det gör den då den trycker på med ca 14.5 V

Är det inte snarare så att strömmen brukar ha sjunkit till några få ampere när spänningen nått så högt?
Men OK, om generatorn är så svag (eller körs på så lågt varvtal) och förbrukningsbatteriet så stort att laddspänningen dras ned under 12,8 (vilospänning hos ett fulladdat startbatteri), så kommer det att flyta en del ström från startbatteriet till förbrukningsbatteriet. Frågan är bara om detta inträffar i verkliga livet? Och om det i så fall handlar om "avsevärt med ström"?

Batterierna vet nu bara att de kopplats samman, reläet vet inte vilket batteri som är vilket. Generatorn ser den spänning som de båda batterisystemen visar upp tillsammans.

Med reservation för det ovan skrivna är min hypotes att en 35 A generator i de allra flesta fall kommer att kunna hålla en laddspänning över 12,8V. Därmed flyter ingen ström från start- till förbrukningsbatteri. Ström flyter inte i två riktningar samtidigt. Eller?

F ö håller jag med om att det är klokt att ansluta generatorn direkt till förbrukningsbanken (via brytare och säkring) och sedan startbatteriet via reläet.
Undrar varför Skyllermark rekommenderar det omvända?

[AndersGustafsson]

Självklart. Men poängen är att reläet slår till först i och med att generatorn börjar ladda. Det uppstår alltså ett elektriskt "övertryck" som rimligen förhindrar att ström flyter ut ur startbatteriet. Eller? ( 11 V låter för övrigt extremt lågt, men OK kan kanske förekomma...)

Men du måste ta hänsyn till de interna resistanserna i generator, batterier och kablar. Om du förenklar koplingen har du tre strömkällor med en viss inre resistans som alla kopplas ihop i en punkt. Kirchoffs lagar säger att summan av dessa strömmar är noll.

I det fallet att generatorns inre och kabelns resistans är försumbar jämfört med batteriernas och kablarnas så kan man kanske anta att startbatteriet inte urladdas.

[Anders S]

F ö håller jag med om att det är klokt att ansluta generatorn direkt till förbrukningsbanken (via brytare och säkring) och sedan startbatteriet via reläet.
Undrar varför Skyllermark rekommenderar det omvända?

Jag nämnde egentligen det här mest teoretiska problemet för att motivera varför man skall göra en robust kabeldragning mellan batterierna, generatorn och reläet. Det kan uppstå situationer där det går ström på litet överraskande sätt, och ledningarna skall dimensioneras för det fallet. Vi kan ju bara tänka oss att generatorn av någon anledning inte laddar, men reläet (d+, dvs "tändningen", startlåset) slår till. I alla normala fall fungerar det här, men med en generator som inte laddar, ett fullt startbatteri och ett urlakat förbrukarbatteri, så kan det gå rejäla strömmar mellan batterierna oc genom reläet och dess kablar. Ett exempel från verkligheten: I min båt har jag stora förbrukarbatterier, en 55A generator, ett startbatteri, ett skiljerelä och en bogpropeller. En vanlig rekommendation med bogpropeller är att stötta batterierna med motorn igång vid manöver. (Detta gäller kanske inte Assarson, men avser att belysa att man inte så noga kan förutse strömmens väg alla gånger.

Vad gäller Skyllermarks rekommendation, så tror jag helt enkelt man har ställt olika frågor: "Hur kopplar jag för att alltid kunna starta motorn i min motorbåt" ger ett annat svar än "Hur kopplar jag för att maximera utbytet av den korta tid jag kör motorn i min segelbåt"

[Assarsson]

Hej och tack för informationen (Anders).

Anledningen till att jag river i elsystemet är 5-att säkerställa att motorn går att starta, och 4- att förbättra laddningen. Sedan har tidigare ägares kabeldragningar lämnat efter sig oanvända kablar och inte så lyckade kopplingar... så det finns mer att bita i.

Jag har satt i gång med att dra om lite kablar för att minska avståndet generator - batterier. Håller på o sätter i skiljereläet också. Ska beställa kablar från Skyllermarks när jag får en klar bild över hur jag vill ha det.

Jag hittade var B- från generatorn gick - den dök fram ur kabelhärvan igen ca fyra dm längre in i ett ack så mörkt o trångt motorrum. B- är som du antog och jag hoppades kopplad till motorgodset. Jag gissar att den kabeln är 4-5 dm lång och 4 mm2, kanske lite grövre. Generatorns anslutningsskruvar för B+/- är ju inte så grova så man kan ju inte sätta dit något för grovt heller.

Jag var nog lite otydlig om hur amperemetaren sitter. Laddningsströmmen gick inte genom den, utan den visar förbrukningsströmmen. Hur är det med gamla amperemetare? Orsakar dom i sig ett spänningsfall, funderar på att koppla bort den helt. Jag sitter ju inte och tittar på hur mycket den visar vid varje givet tillfälle. Bättre i så fall med en bra (digital ?) voltmeter som visar statusen på förbrukningsbatterierna.

Ingen bogpropeller i min Comfort 30

Tack,
Assar

[AndersGustafsson]

En ampéremätare har ett visst spänningsfall, men det brukar vara försumbart.

Jo elsystem i gamla båtar brukar vara råttbon och att reda upp tar tid, men är ofta värt det. I min båt har jag bara börjat, men där sitter en voltmätare på var batteri, start och förbruknings. Förbrukningsbatteriet laddas normat av en solcell, men start och förbrukningsbatterier kan kopplas ihop. eftersom de har olika vilospänning (det en är gel), brukar jag de få gånger jag måste ladda förbrukningbatteriet från dieseln, göra så här:

Starta motorn och köra tills startbatteriet är laddat (enligt voltmätaren), först då kopplar jag in förbruknings och kör tills även det är laddat. Under denna tid är batterierna parallellkopplade.

Har även en landströmsladdare som kan kopplas till vardera batteriet MHA en brytare

[Anders S]

Hej och tack för informationen (Anders).

Anledningen till att jag river i elsystemet är 5-att säkerställa att motorn går att starta, och 4- att förbättra laddningen. Sedan har tidigare ägares kabeldragningar lämnat efter sig oanvända kablar och inte så lyckade kopplingar... så det finns mer att bita i.

Jag har satt i gång med att dra om lite kablar för att minska avståndet generator - batterier. Håller på o sätter i skiljereläet också. Ska beställa kablar från Skyllermarks när jag får en klar bild över hur jag vill ha det.

Jag hittade var B- från generatorn gick - den dök fram ur kabelhärvan igen ca fyra dm längre in i ett ack så mörkt o trångt motorrum. B- är som du antog och jag hoppades kopplad till motorgodset. Jag gissar att den kabeln är 4-5 dm lång och 4 mm2, kanske lite grövre. Generatorns anslutningsskruvar för B+/- är ju inte så grova så man kan ju inte sätta dit något för grovt heller.

Jag var nog lite otydlig om hur amperemetaren sitter. Laddningsströmmen gick inte genom den, utan den visar förbrukningsströmmen. Hur är det med gamla amperemetare? Orsakar dom i sig ett spänningsfall, funderar på att koppla bort den helt. Jag sitter ju inte och tittar på hur mycket den visar vid varje givet tillfälle. Bättre i så fall med en bra (digital ?) voltmeter som visar statusen på förbrukningsbatterierna.

Ingen bogpropeller i min Comfort 30

Nej, det sista trodde jag inte riktigt, men det är inte alldeles ovanligt på allt fler båtar.

När det gäller hur du bör välja inkoppling av reläet (obruten kabel till startbatteri eller dito till förbrukningsbanken) väljer du själv. Det du prioriterar ser du på frågan ovan. Jag har valt att grena av kabeln till startbatteriet. Även Skyllermark har en poäng med sin rekommendation...

Vad gäller voltmätare: En 100-kronors voltmätare från biltema, Clas eller Kjell duger finfint. Den kan man koppla semipermanent med pinnarna i en "sockerbit" på lämpligt ställe (det ENDA du får ha en sådan till ombord!) Lyxliraren köper två, en till varje batteri, den mer frugale flyttar mätaren eller mäter för hand på sockerbitens poler. Det är fem minuters arbete att dra dessa två ledningar direkt från respektive batteri till någon bekväm mätplats. Glöm inte att låta batteriet vila ett par timmar för "finmätnikng" - häpnadsväckande exakt.

[Assarsson]

Ska inhandla sockerbit och voltmätare (inser nu att jag skrivit metare, det är kanske en syssla som man har tid med när man inte drar kabel )

Jag har två förbrukningsbatterier, duger det att mäta över båda eller ska man mäta dom var för sig?

Tack för alla tips.

[AndersGustafsson]

Om batterierna är av samma typ och ålder och parallellkopplade kan du mäta över båda. Vår och hösr kollar du dem sedan separat.

[Lasse L]

Ska inhandla sockerbit och voltmätare (inser nu att jag skrivit metare, det är kanske en syssla som man har tid med när man inte drar kabel )

Jag har två förbrukningsbatterier, duger det att mäta över båda eller ska man mäta dom var för sig?

Tack för alla tips.

Har en voltmeter, samt en omkopplare så att jag enkelt kan välja batteribank.

[AndersGustafsson]

Ett varningens ord: Vissa mätinstrument med visare har en betydande förbrukning. Tex de Biltemamätare som någon tidigare ägare monterat i vår båt drar 50mA... Sådana vill man ha bakom en brytare.

Finns även moduler att köpa från tex Kjell & Co för en ringa penning, men många av dessa kräver matning via separat batteri. Ett litet 9V räcker dock en hel säsong. Jag har en liknande som (tillfällig) mätning av ström från solpanelen.

[Assarsson]

Min GPS (Garmin) visar spänningen. Är den tillförlitlig? Den visar förvisso bara spänningen under seglats. Tänker köpa separat voltmätare ändå.